光纤激光器的控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及光纤激光器的控制系统及控制方法，远程控制端与RS232电路相连，RS232电路与MCU的管脚相连，获取远程控制信息；温度传感器与MCU相连；MCU通过并口与FPGA相连，设定和获取运行参数；TTL接口和模拟量接口与接口电路相连，接口电路与FPGA相连，将外部控制频率和幅值信号传送给FPGA，FPGA与ADC芯片相连，获取光脉冲峰值信号，光脉冲峰值采样电路与ADC芯片相连，FPGA与DAC芯片相连，设置LD驱动电路的驱动电流，LD驱动电路分别与对应的LD相连。远程控制给MCU发送工作参数，TTL信号输入控制LD电流的开关，模拟量输入控制LD电流大小，FPGA采集激光器输出光峰值电流。FPGA采集激光器输出光峰值电流。FPGA采集激光器输出光峰值电流。

【技术实现步骤摘要】
光纤激光器的控制系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种光纤激光器的控制系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]经过多年的发展，在打标、钻孔及焊接等领域均有运用光纤激光器，光纤激光器已经得到广泛的应用，同时市场竞争也越来越大。对于生产厂商来说，最重要的是如何做到成本低廉和性能稳定是关键。
[0003]专利公开号CN102906948B公开了一种光纤激光器及控制方法、系统，通过根据光增益介质的实时温度和欲发射的光脉冲的第一输出功率获取第一时间，并使光波在第一时间内以预设的第一波长在振荡腔内进行振荡以使达到光脉冲达到第一输出功率，并在第一时间达到后进行发射，可以产生可调波长的光脉冲，光脉冲的波长调节便捷，但成本较高。
[0004]因此，需要设计出一种成本低廉、性能稳定可靠的光纤激光器控制系统显得十分重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种光纤激光器的控制系统及其控制方法。
[0006]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：
[0007]光纤激光器的控制系统，特点是：远程控制端与RS232电路相连，RS232电路与MCU的管脚相连，获取远程控制信息；温度传感器与MCU相连，获取温度值；MCU通过并口与FPGA相连，用以设定和获取运行参数；TTL接口和模拟量接口与接口电路相连，接口电路与FPGA相连，用以将外部控制频率和幅值信号传送给FPGA，FPGA与ADC芯片相连，获取光脉冲峰值信号，光脉冲峰值采样电路与ADC芯片相连，FPGA与DAC芯片相连，用以设置LD驱动电路的驱动电流，LD驱动电路分别与对应的LD相连。
[0008]进一步地，上述的光纤激光器的控制系统，其中，RS232电路为型号MAX232串口芯片。
[0009]进一步地，上述的光纤激光器的控制系统，其中，MCU为型号STM32F103ZET6的MCU。
[0010]进一步地，上述的光纤激光器的控制系统，其中，FPGA为Altera EP4CE6E22I7N现场可编程门阵列FPGA。
[0011]进一步地，上述的光纤激光器的控制系统，其中，DAC芯片为型号AD7302的DAC芯片。
[0012]进一步地，上述的光纤激光器的控制系统，其中，温度传感器为用于感知环境温度、LD温度和光纤温度的NTC温度探头。
[0013]进一步地，上述的光纤激光器的控制系统，其中，ADC芯片为型号ADS7887的ADC芯片。
[0014]进一步地，上述的光纤激光器的控制系统，其中，DAC芯片与LD驱动电路一、LD驱动
电路二、LD驱动电路三和LD驱动电路四连接，DAC芯片输出设定电压值给LD驱动电路一、LD驱动电路二、LD驱动电路三、LD驱动电路四；LD驱动电路一与LD一控制连接，LD驱动电路二与LD二控制连接，LD驱动电路三与LD三控制连接，LD驱动电路四与LD四连接。
[0015]本专利技术光纤激光器的控制方法，远程控制端给MCU发送工作参数信号，包含工作模式、功率百分比、工作频率、脉宽大小，MCU保存参数值，并下发给FPGA；
[0016]TTL接口输入PWM信号，控制LD驱动电路的开或关，当TTL信号为高时，允许LD输出激光，当TTL信号为低时，关断LD输出激光；
[0017]FPGA通过ADC芯片采集模拟量输入电压，根据设定电压，设定DAC芯片输出电压，控制LD驱动电路输出电流大小；
[0018]FPGA通过ADC芯片采集光峰值电压，计算出脉冲峰值，当峰值超过阈值后，关闭LD驱动电路，同时上报信号给MCU。
[0019]更进一步地，上述的光纤激光器的控制方法，远程控制端通过命令改变或读取激光器的工作模式、功率百分比、峰值功率、平均功率、系统状态；
[0020]TTL接口供输入开关信号或激光工作频率信号；
[0021]模拟量接口控制激光输出功率，输入范围0～10V；
[0022]RS232电路用以MCU与远程控制端信息交换；
[0023]MCU通过RS232电路与远程控制端通信；与FPGA并口通信，设定工作参数，与FPGA通信获取光脉冲峰值功率；采集温度传感器检测的环境温度、LD温度和光纤温度；
[0024]FPGA接收MCU的数据、接口电路的信号、ADC信号以及过流信号，输出信号给LD驱动电路一、LD驱动电路二、LD驱动电路三、LD驱动电路四；
[0025]DAC芯片输出设定电压值给LD驱动电路一、LD驱动电路二、LD驱动电路三、LD驱动电路四；
[0026]温度传感器检测环境温度、LD温度和光纤温度；
[0027]光脉冲峰值采样电路检测到光信号后，输出的电压信号经过滤波和放大得到脉冲电压信号；
[0028]ADC芯片实时采集脉冲电压信号，并将其转换成数字量信号；
[0029]过流保护电路实时保护流经LD的电流，当电流超出阈值时，关闭LD的电流；
[0030]LD驱动电路一、LD驱动电路二、LD驱动电路三、LD驱动电路四驱动相对应的LD一、LD二、LD三、LD四的电流。
[0031]本专利技术与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：
[0032]提供一种成本低廉、性能稳定可靠的光纤激光器控制系统，通过远程控制给MCU发送工作参数，TTL信号输入控制LD电流的开关，模拟量输入控制LD电流大小，FPGA采集激光器输出光峰值电流；光脉冲输出稳定性高，系统保护功能完备，可拓展性强，易于集成，采用易开发和易扩展的方案实现降成本和提高性能的目的。
[0033]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术具体实施方式了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0035]图1：本专利技术控制系统的电路框图；
[0036]图2：光脉冲峰值采样电路的示意图；
[0037]图3：过流保护电路的示意图；
[0038]图4：LD驱动电路的示意图。
具体实施方式
[0039]下面将结合本专利技术实施例中附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光纤激光器的控制系统，其特征在于：远程控制端(18)与RS232电路(5)相连，RS232电路(5)与MCU(1)的管脚相连，获取远程控制信息；温度传感器(7)与MCU(1)相连，获取温度值；MCU(1)通过并口与FPGA(2)相连，用以设定和获取运行参数；TTL接口(19)和模拟量接口(20)与接口电路(6)相连，接口电路(6)与FPGA(2)相连，用以将外部控制频率和幅值信号传送给FPGA(2)，FPGA(2)与ADC芯片(3)相连，获取光脉冲峰值信号，光脉冲峰值采样电路(8)与ADC芯片(3)相连，FPGA(2)与DAC芯片(4)相连，用以设置LD驱动电路的驱动电流，LD驱动电路分别与对应的LD相连。2.根据权利要求1所述的光纤激光器的控制系统，其特征在于：RS232电路(5)为型号MAX232串口芯片。3.根据权利要求1所述的光纤激光器的控制系统，其特征在于：MCU(1)为型号STM32F103ZET6的MCU。4.根据权利要求1所述的光纤激光器的控制系统，其特征在于：FPGA(2)为Altera EP4CE6E22I7N现场可编程门阵列FPGA。5.根据权利要求1所述的光纤激光器的控制系统，其特征在于：DAC芯片(4)为型号AD7302的DAC芯片。6.根据权利要求1所述的光纤激光器的控制系统，其特征在于：温度传感器(7)为用于感知环境温度、LD温度和光纤温度的NTC温度探头。7.根据权利要求1所述的光纤激光器的控制系统，其特征在于：ADC芯片(3)为型号ADS7887的ADC芯片。8.根据权利要求1所述的光纤激光器的控制系统，其特征在于：DAC芯片(4)与LD驱动电路一(10)、LD驱动电路二(11)、LD驱动电路三(12)和LD驱动电路四(13)连接，DAC芯片(4)输出设定电压值给LD驱动电路一(10)、LD驱动电路二(11)、LD驱动电路三(12)、LD驱动电路四(13)；LD驱动电路一(10)与LD一(14)控制连接，LD驱动电路二(11)与LD二(15)控制连接，LD驱动电路三(12)与LD三(16)控制连接，LD驱动电路四(13)与LD四(17)连接。9.权利要求1所述的系统实现光纤激光器的控制方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵裕兴，张园，许卫星，
申请(专利权)人：苏州德龙激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：